JP4700366B2 - オンスクリーン表示回路 - Google Patents

Description

本発明は、テレビジョン（ＴＶ）画面等の画像表示上に重畳される画像を形成するオンスクリーン表示回路に関する。

ＴＶ画像表示装置の画面上に、本来のＴＶ画像（原画像）とは別の、例えばチャンネル番号、メニュー、入力切換等に関する情報を画像を重畳して表示する機能はオンスクリーンディスプレイ（以降、ＯＳＤと称する）として知られている。

ＯＳＤは、マイコン等からの表示信号をＲＧＢ信号に重畳することで実現される。ＯＳＤでは、画面内の或る指定領域を一様な色で表示し、それを背景として当該指定領域の中にＯＳＤにより表示される情報（ＯＳＤ情報）を配置することが行われる一方、指定領域に原画像を背景として透過表示することも行われている。また、この透過表示によるＯＳＤでは、ＯＳＤ情報を画面上において見やすくするために、指定領域の原画像をハーフトーン表示させることが行われている。

かつての透過表示におけるハーフトーン化として、原画像を構成する各成分色、すなわちＲ，Ｇ，Ｂ毎の原画像信号を指定領域にて一律に減衰させるものがあった。また、近年においては、ＲＧＢ各色の原画像信号を減衰させつつ、それらの相対的な強度を調整することで、指定領域に原画像を透過表示しつつ、その領域に特定の色相を付与するハーフトーン表示（カラーハーフトーン表示と称する）が行われる場合もある。

従来のカラーハーフトーン表示では、背景となる原画像信号のＲＧＢのバランスを変更した結果、原画像の色やその配置によっては、見る者に違和感を与えることがあるという問題があった。

本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、指定領域をカラーハーフトーン表示するオンスクリーン表示回路において、背景が見る者に与え得る違和感を軽減することを目的とするものである。

本発明に係るオンスクリーン表示回路は、指定領域にて原画像が背景として透過表示される加工画像を生成するものであって、前記指定領域に対応した信号期間を示す領域指定信号を生成する領域指定信号生成部と、前記領域指定信号に応じて、画像の成分色毎に原画像信号からクロマ成分を除去してクロマ除去画像信号を生成し、当該クロマ除去画像信号に基づいて前記成分色毎の加工画像信号を生成する画像信号加工部と、を有するものである。

例えば、ＲＧＢの３色を成分色として構成される画像において、ＲＧＢそれぞれの原画像信号は、輝度成分Ｙと、クロマ成分（Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）のうち当該成分色に対応するものと和で構成される。本発明によれば、ＲＧＢそれぞれについてクロマ成分を除去したクロマ除去画像信号が生成される。生成されたクロマ除去画像信号はＲＧＢそれぞれについて輝度成分Ｙに応じたものとなる。これを用いることで、指定領域内には明暗は変化するが色相が変化しない画像が背景として表示される。

他の本発明に係るオンスクリーン表示回路においては、前記画像信号加工部が、前記クロマ除去画像信号の強度を前記各成分色毎に個別に設定可能な強度調整部を有する。

本発明の好適な態様は、前記強度調整部が、前記クロマ除去画像信号のゲインを前記各成分色について一律に減衰させる減衰器と、当該減衰器に直列に接続され、前記クロマ除去画像信号のオフセットレベルを前記各成分色毎に個別に設定可能なレベルシフト器と、を有するオンスクリーン表示回路である。

また他の本発明に係るオンスクリーン表示回路は、前記指定領域内にて前記背景に重畳され当該背景を選択的にマスクする重畳画像に応じて、重畳を行う信号期間を示す重畳指示信号を生成する重畳指示信号生成部と、前記各成分色毎に参照信号を生成する参照信号生成部と、を有し、前記画像信号加工部が、前記重畳指示信号に基づいて、前記クロマ除去画像信号と前記参照信号とを切り換えて出力する切換器を有するものである。

別の本発明に係るオンスクリーン表示回路においては、前記画像信号加工部が、前記各成分色毎に前記原画像の輝度成分及び当該原画像の前記クロマ成分を加算合成して前記成分色毎の原画像信号を生成する加算器と、前記領域指定信号に応じて、前記加算器への前記クロマ成分の入力を抑制するクロマ成分入力制御部と、を有し、前記クロマ除去画像信号を生成する。

本発明の好適な態様は、前記クロマ成分入力制御部が、前記領域指定信号に応じて、前記クロマ成分の入力源と前記加算器との接続を断続制御するスイッチ回路を有するオンスクリーン表示回路である。

本発明の他の好適な態様は、前記クロマ成分入力制御部が、前記領域指定信号に応じて、前記クロマ成分のゲインを制御するゲイン調整回路を有するオンスクリーン表示回路である。

本発明のさらに他の好適な態様は、前記クロマ成分入力制御部が、前記領域指定信号に応じて動作するカラーキラー回路を有するオンスクリーン表示回路である。

本発明によれば、原画像信号からクロマ成分を除去したクロマ除去画像信号を用いることによって、指定領域に色相が変化しない背景が表示される。よって、原画像の色やその配置に応じて生じていた違和感を回避することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

カラーテレビジョンシステムでは、送信側は、撮像装置にて被写体から取得されたＲ，Ｇ，Ｂ各成分の画像信号を輝度信号Ｙとクロマ信号とが多重化したコンポジット信号に変換し、伝送路へ送出する。この多重化信号を受信した受像機は、当該信号を分解してＲＧＢ信号に戻す処理を行い、当該処理により得られたＲＧＢ信号を用いて表示部に画像を表示する。受像機は、フィルタ回路を用いてコンポジット信号からＹとクロマ信号とを分離した後、さらに、カラーバースト信号を用いた同期検波によりＲ−ＹとＢ−Ｙとを分離する。このようにして再生されたＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙに基づくマトリクス演算により（Ｒ−Ｙ），（Ｇ−Ｙ），（Ｂ‐Ｙ）という３つの色差信号が生成される。この各色毎に対応した色差信号をＹ信号と合成してＲ，Ｇ，Ｂ各成分の画像信号が得られる。

図１は、本実施形態に係るオンスクリーン表示回路の概略の構成を示すブロック図である。この回路は、Ｙ信号とマトリクス回路にて生成される（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｇ−Ｙ）信号、及び（Ｂ‐Ｙ）信号とを原画像信号として入力され、オンスクリーン表示のための処理が施されたＲＧＢ信号を生成して、図示しない表示部に向けて出力する。

本オンスクリーン表示回路は、画像信号に加工を施す画像信号加工部２と、当該画像信号加工部の動作の制御等を行うＯＳＤ部４とを含んで構成される。

画像信号加工部２は、ＲＧＢ各色毎に同様の回路を備える。Ｒ信号を生成する回路は、スイッチ素子１０-1、加算器１２-1、アンプ１４-1、ＤＣシフト回路１６-1、セレクタ回路１８-1，２０-1を含んで構成され、Ｇ信号を生成する回路は、スイッチ素子１０-2、加算器１２-2、アンプ１４-2、ＤＣシフト回路１６-2、セレクタ回路１８-2，２０-2を含んで構成され、Ｂ信号を生成する回路は、スイッチ素子１０-3、加算器１２-3、アンプ１４-3、ＤＣシフト回路１６-3、セレクタ回路１８-3，２０-3を含んで構成される。またＯＳＤ部４は、例えば、受像機の各部の制御等を行うマイコンの一部として構成される。

例えば、Ｒ信号を生成する回路は、加算器１２-1においてクロマ成分（Ｒ−Ｙ）と輝度成分Ｙとの加算合成を行う。ここで、加算器１２-1のクロマ成分入力端子にはスイッチ素子１０-1が接続され、加算器１２-1へのクロマ成分の選択的な入力を可能としている。スイッチ素子１０-1は、制御信号としてＯＳＤ部４からＩ信号を供給され、後述するように当該Ｉ信号に応じて断続動作を行う。

加算器１２-1の出力は２系統に分岐し、一方は直接、セレクタ回路１８-1に入力される。また、分岐した他方には、アンプ１４-1とＤＣシフト回路１６-1とが直列に接続され、ＤＣシフト回路１６-1の出力がセレクタ回路１８-1に供給される。

アンプ１４-1は、入力された信号のゲインを調整して出力する。ここではアンプ１４-1は信号を減衰させる減衰器として用いられ、例えば、入力された信号のレベルを１／２にして出力する。

ＤＣシフト回路１６-1は、アンプ１４-1から入力された信号の直流レベルをシフトさせる回路であり、ＯＳＤ部４から出力されるＲ信号に応じた信号レベルだけ直流レベルをかさ上げする。

セレクタ回路１８-1は、加算器１２-1から直接入力される信号と、ＤＣシフト回路１６-1から入力される信号とのいずれかを選択的に出力する。セレクタ回路１８-1は、スイッチ素子１０-1と共通のＩ信号をＯＳＤ部４から供給され、後述するように当該Ｉ信号に応じて、２つの入力のいずれかを選択する。

セレクタ回路２０-1は、セレクタ回路１８-1の出力と、ＯＳＤ部４から出力される所定レベルのＲ信号（参照信号）とのいずれかを選択的に出力する。セレクタ回路２０-1は、ＯＳＤ部４からＦＳ信号を供給され、後述するように当該ＦＳ信号に応じて、２つの入力のいずれかを選択する。

以上、Ｒ信号を生成する回路の構成を述べたが、Ｇ信号、Ｂ信号を生成する回路の構成も基本的に同様である。ちなみにＧ信号、Ｂ信号を生成する回路がＲ信号を生成する回路主として相違する点は、ＤＣシフト回路１６-2，１６-3それぞれがＯＳＤ部４から出力されるＧ信号、Ｂ信号に基づいて直流レベルのシフトを行う点、及びセレクタ回路２０-2，２０-3それぞれが一方の入力端にＯＳＤ部４から出力されるＧ信号、Ｂ信号を入力される点である。

図２は、本オンスクリーン表示回路の動作を説明する説明図であり、同図には、ＯＳＤを含んだ画面３０の模式図と、その画面３０を構成する走査線３２に対応する期間においてＯＳＤ部４からのＩ，ＦＳ，Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号の出力レベルとが並べて示されている。

画面３０には矩形のハーフトーン表示領域３４が指定され、その内部にＯＳＤ情報を模式的に示す像として縦長矩形のＯＳＤ情報領域３６が配置される。ここでは、ハーフトーン表示領域３４には、原画像を透過表示しつつ緑色（Ｇ）の色相が付された画像が表示され、またＯＳＤ情報領域３６が赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とが混合されたマゼンタ色で一様に表示される例を説明する。

Ｉ信号はハーフトーン表示領域３４を指定する領域指定信号であり、ハーフトーン表示領域３４に対応する信号期間にてＨ（High）レベル、その他の領域に対応する信号期間にてＬ（Low）レベルとされる。また、ＦＳ信号はハーフトーン表示領域３４内に表示される背景にＯＳＤ情報を重畳し当該背景をマスクするＯＳＤ情報領域３６を指定する重畳指示信号であり、ＯＳＤ情報領域３６に対応する信号期間にてＨレベル、その他の領域に対応する信号期間にてＬレベルとされる。

ハーフトーン表示領域３４の外においては、Ｉ信号及びＦＳ信号は共にＬレベルとされる。この場合、各スイッチ素子１０はＩ信号がＬレベルであることに対応して、導通状態に設定される。また各セレクタ回路１８はＩ信号がＬレベルであることに対応して、加算器１２からの信号を選択して出力するように設定される。さらに、ＦＳ信号がＬレベルであることに対応して、各セレクタ回路２０はセレクタ回路１８からの信号を選択して出力するように設定される。スイッチ素子１０、セレクタ回路１８，２０がこのように設定される結果、Ｙと（Ｒ−Ｙ），（Ｇ−Ｙ），（Ｂ‐Ｙ）とを加算合成して生成されたＲ，Ｇ，Ｂが表示部へ向けて出力される。

ハーフトーン表示領域３４の内側であって、かつＯＳＤ情報領域３６の外側においては、Ｉ信号はＨレベル、ＦＳ信号はＬレベルとされる。この場合、Ｉ信号がＨレベルであることに対応して、各スイッチ素子１０は切断状態に設定され、また各セレクタ回路１８はＤＣシフト回路１６からの信号を選択して出力するように設定される。一方、各セレクタ回路２０は、ＦＳ信号がＬレベルであることに対応して、セレクタ回路１８からの信号を選択して出力するように設定される。

この状態では、スイッチ素子１０が切断状態とされるので、加算器１２には（Ｒ−Ｙ），（Ｇ−Ｙ），（Ｂ‐Ｙ）が入力されず、各加算器１２からはＹ成分信号が出力される。各アンプ１４は加算器１２から出力されたＹ信号を例えば１／２のレベルにし、後続のＤＣシフト回路１６へ出力する。

ＯＳＤ部４はＩ信号をＨレベル、ＦＳ信号をＬレベルとすることに連動して、ハーフトーン表示領域３４に付与される色に応じたＲ，Ｇ，Ｂ各信号を出力する。ここでは、薄い緑色を付与することに対応して、ＯＳＤ部４は中間的なレベルΔgのＧ信号を出力し、一方、Ｒ信号及びＢ信号の出力を０に設定する。ＤＣシフト回路１６はＯＳＤ部４からのこれらＲ，Ｇ，Ｂ信号を入力され、それぞれをアンプ１４からの入力信号に加算してセレクタ回路１８へ出力する。ここでの例では、ＤＣシフト回路１６-1，１６-3の出力信号レベルはそれぞれＹ／２であり、これらＤＣシフト回路１６-1，１６-3の出力がそれぞれ画像信号加工部２からのＲ信号出力、Ｂ信号出力とされる。またＤＣシフト回路１６-2の出力信号レベルはＹ／２＋Δgであり、このＤＣシフト回路１６-2の出力が画像信号加工部２からのＧ信号出力とされる。

このように生成されたハーフトーン表示領域３４の背景画像は、白黒画像化し、かつ１／２にコントラストを落とした原画像に、緑色の色相がΔgに応じた濃さで付与された画像となる。その画像は、各スイッチ素子１０を切断状態として各色のクロマ成分を除去したクロマ除去画像信号を用いて生成されるため、緑色を付加しても当該背景画像内での色相の変化が抑制され、見やすさの向上が図られる。

ＯＳＤ情報領域３６の内側においては、Ｉ信号、ＦＳ信号は共にＨレベルとされる。ＦＳ信号がＨレベルであることに対応して各セレクタ回路２０がそれぞれＯＳＤ部４のＲ，Ｇ，Ｂ信号出力を選択して、それらを画像信号加工部２からのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの信号出力とする。ＯＳＤ部４はＦＳ信号をＨレベルとすることに連動して、ＯＳＤ情報領域３６に付与される色に応じたＲ，Ｇ，Ｂ各信号を出力する。ここでは、ＯＳＤ情報領域３６にマゼンタ色を付与することに対応して、ＯＳＤ部４は、Ｒ信号及びＢ信号として所定レベルの信号を出力し、一方、Ｇ信号の出力レベルを０に設定する。

以上、本オンスクリーン表示回路の動作を説明した。上述の回路では、加算器１２へのクロマ成分信号の入力の抑制はスイッチ素子１０を切断状態とすることにより行われている。すなわち、スイッチ素子１０は、加算器１２へのクロマ成分信号の入力を抑制するクロマ成分入力制御部としての機能を有している。ここで、このクロマ成分入力制御部は、他の構成により実現することも可能である。例えば、各クロマ成分の強度を制御するゲイン調整回路やボリューム調整回路を有する受像機においては、Ｉ信号がＨレベルのときにＲＧＢそれぞれに対応するクロマ成分の強度を０とするように制御する構成を採用することができる。また、カラーキラー回路をクロマ成分入力制御部として利用することもできる。その構成では、Ｉ信号がＨレベルのときにカラーキラー回路をオンし、色復調回路を停止させることでクロマ成分が生成されないようにすることができる。

実施形態に係るオンスクリーン表示回路の概略の構成を示すブロック図である。 実施形態に係るオンスクリーン表示回路の動作を説明する説明図である。

符号の説明

２ 画像信号加工部、４ マイコン、１０ スイッチ素子、１２ 加算器、１４ アンプ、１６ ＤＣシフト回路、１８，２０ セレクタ回路、３０ 画面、３２ 走査線、３４ ハーフトーン表示領域、３６ ＯＳＤ情報領域。

Claims (6)

1. 指定領域にて原画像が背景として透過表示される加工画像を生成するオンスクリーン表示回路において、
   前記指定領域に対応した信号期間を示す領域指定信号を生成する領域指定信号生成部と、
   前記領域指定信号に応じて、画像の成分色毎に原画像信号からクロマ成分を除去してクロマ除去画像信号を生成し、当該クロマ除去画像信号に基づいて前記成分色毎の加工画像信号を生成する画像信号加工部と、
   を有し、
   前記画像信号加工部は、
   前記クロマ除去画像信号の強度を前記各成分色毎に個別に設定可能な強度調整部と、
   前記各成分色毎に前記原画像の輝度成分及び当該原画像の前記クロマ成分を加算合成して前記成分色毎の原画像信号を生成する加算器と、
   前記領域指定信号に応じて、前記加算器への前記クロマ成分の入力を抑制するクロマ成分入力制御部と、
   を有することを特徴とするオンスクリーン表示回路。
2. 請求項１に記載のオンスクリーン表示回路において、
   前記強度調整部は、
   前記クロマ除去画像信号のゲインを前記各成分色について一律に減衰させる減衰器と、
   当該減衰器に直列に接続され、前記クロマ除去画像信号のオフセットレベルを前記各成分色毎に個別に設定可能なレベルシフト器と、
   を有することを特徴とするオンスクリーン表示回路。
3. 請求項１又は請求項２に記載のオンスクリーン表示回路において、
   前記指定領域内にて前記背景に重畳され当該背景を選択的にマスクする重畳画像に応じて、重畳を行う信号期間を示す重畳指示信号を生成する重畳指示信号生成部と、
   前記各成分色毎に参照信号を生成する参照信号生成部と、
   を有し、
   前記画像信号加工部は、
   前記重畳指示信号に基づいて、前記クロマ除去画像信号と前記参照信号とを切り換えて出力する切換器を有すること、
   を特徴とするオンスクリーン表示回路。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のオンスクリーン表示回路において、
   前記クロマ成分入力制御部は、前記領域指定信号に応じて、前記クロマ成分の入力源と前記加算器との接続を断続制御するスイッチ回路を有すること、を特徴とするオンスクリーン表示回路。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のオンスクリーン表示回路において、
   前記クロマ成分入力制御部は、前記領域指定信号に応じて、前記クロマ成分のゲインを制御するゲイン調整回路を有すること、を特徴とするオンスクリーン表示回路。
6. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のオンスクリーン表示回路において、
   前記クロマ成分入力制御部は、前記領域指定信号に応じて動作するカラーキラー回路を有すること、を特徴とするオンスクリーン表示回路。

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